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标题: 电源适配器应用理想二极管的尝试 [打印本页]

作者: 2n3055 时间: 2025-1-18 16:44
标题: 电源适配器应用理想二极管的尝试
本帖最后由 2n3055 于 2025-1-18 16:58 编辑

之前买到过一款电源适配器的半成品，所谓半成品，其实就是外壳没有进行超声波焊接而已

如果想用的话，需要自己想法把外壳粘上
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这是它的参数，带有一个USB-A口和一个USB-C口，最大功率38W
平时充个手机充个平板什么的没问题
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内核是这样的
架构是单端反激式开关电源，输出17V，然后通过DC-DC变成5V等电压共给USB口
其中，2个USB口共用17V母线，分别由自己的DC-DC电路降压输出。
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今天突发奇想，这个电源适配器17V部分采用的是一个肖特基二极管进行续流
大电流下发热较大，如果把它换成一个理想二极管进行续流，效果如何呢？
于是进行试验，首先，在17V母线上接了3个串联的12V 35W射灯作为负载，
3个12V 35W射灯串联，17V供电时电流不到1.5A，正好用作测试
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通电二十分钟后，用热成像测试低压侧续流二极管的温度，
80.2℃，这温度不低，如果电源满载的话，温度肯定还会更高。
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说干就干，拆除原来的肖特基二极管，这里用的是一只MBR40150，
共阴极的肖特基二极管半桥。
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用作替换的是理想二极管DK5V85R15ST1
说是理想二极管，实际是个结合了驱动电路的MOSFET，驱动电路通过检测电流方向控制MOSFET的导通和截止，
模拟二极管的工作，MOSFET有着极低的导通电阻，能够有效减低二极管压降造成的损耗，因此可以被视为“理想二极管”。
这是它的说明书，40A的连续电流用在这俩绰绰有余。
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和原来的肖特基二极管对比，唯一不一样的是价格：
这肖特基半桥大概1大洋一个，这个理想二极管大概5大洋一个
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都是TO-220绝缘封装，脚位也一样，可以原位替换
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通电，还好，没有炸机短路
空载进行测试，输出电压17.37V，没有问题
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继续接上同样的负载进行测试
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通电二十分钟后，用热成像测量理想二极管的温度
可以看出，相较于原来的肖特基二极管，理想二极管的温升十分轻微；
现在室温是22℃，理想二极管的温度只有34.9℃，仅仅13K的温度变化。
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用手触摸理想二极管，基本感受不到什么温度
注意：这种行为是绝对不提倡的，谨防烫伤和触电！！！

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而此时电源高压侧的MOS和开关变压器反而成为了发热大户
这是结束测试撤除线路后的整体像
可以看出，高压侧MOS和变压器的温度依然较高
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至此，试验结束，用理想二极管替代肖特基二极管后，同样负载下，二极管上的温升显著减低。
而电源工作正常，可以正常带载。应该说，确实能够降低二极管导通损耗，提高电源工作效率。
估算一下效率提高了多少呢？
DK5V85R15ST1的手册里结到环境的热阻是62.5℃/W，j鉴于原来的肖特基半桥封装与之一致，应该热阻也差不多。
之前用肖特基半桥时，元件相较于环境的温升是80.2℃-22℃=58.2K
而用理想二极管后，元件温升是34.9℃-22℃=12.9K，两者相差45.3K'
结合热阻数据，理想二极管比原来的肖特基半桥减少了约0.72W的损耗。

作者: milk09 时间: 2025-1-18 16:47
羡慕楼主的技术能力

但是，我要讲个笑话

为什么台风一直以女性名字来命名？
1.因为它们来的时候带来雨水和狂躁，它们走的时候会带走你的房子和车子
2.因为它们无法沟通

作者: 邪恶海盗 时间: 2025-1-18 17:00
数码之家大佬多，这都会改，厂家用的那个是成本低还是以前只有那种发热大的？

二○二五年一月十八日

作者: bennanhaier 时间: 2025-1-18 17:07
本帖最后由 bennanhaier 于 2025-1-18 17:11 编辑

这赞呀，买几个，自己用开关电源换上，效率高还升温小！就是电流小了点儿！

作者: qrut 时间: 2025-1-18 17:24
相当于改了个同步整流～

作者: x067 时间: 2025-1-18 17:30
本帖最后由 x067 于 2025-1-18 17:32 编辑

qrut 发表于 2025-1-18 17:24
相当于改了个同步整流～

Q大神，我折腾一台车机，打算补焊AUX和TF的时候，可能把USB座子连锡了，现在车机会有脉冲声，能指明个方向吗？
方便的话移步125楼，超级感谢https://www.mydigit.cn/thread-485373-7-1.html

作者: xxwwmm2017 时间: 2025-1-18 17:51
又学到新知识了，谢谢楼主分享。

作者: wpyjp 时间: 2025-1-18 18:02
这个贴片的理想二极管我用过，但是没有成功，烧了，可能是输出电压太高24v

作者: 全利88 时间: 2025-1-18 18:11
原电源不会是五毛钱买的吧？这牛刀有点大，哈哈。

作者: 石墨 时间: 2025-1-18 18:18
之前理想二极管有人测试过

好像波纹比较大

作者: 茶壹杯 时间: 2025-1-18 18:37
能入老兄法眼果然不错
这电源什么价买的

作者: xjmar 时间: 2025-1-18 19:36
谢谢分享，长知识了。

作者: wb6624 时间: 2025-1-18 19:41
理想两极管还是第一次知道，谢谢楼主的分享

作者: 512330096 时间: 2025-1-18 20:02
谢谢分享！又学习到一个新器件。

作者: 亚历山大 时间: 2025-1-18 20:09
省得设计同步整流了

作者: 棒子棒 时间: 2025-1-18 20:13
赞个，我也有个理想二极管，但和你这个不一样，买了从来没上过电，哪天翻出来试试

作者: b26359 时间: 2025-1-18 21:10
新元件使用、测试好贴。这对降温作出了大贡献，同时周围的电解电容因降温也延长了寿命。就是不知道是否会增大纹波？

作者: 2n3055 时间: 2025-1-18 21:38

b26359 发表于 2025-1-18 21:10
新元件使用、测试好贴。这对降温作出了大贡献，同时周围的电解电容因降温也延长了寿命。就是不知道是否会增 ...

不知道，不过就算纹波增大了，应该也不会有太大影响，毕竟17V不是直接给负载用，而是还要经过一级DC-DC才会输出给负载。

作者: kkdkj 时间: 2025-1-18 21:44
謝謝分享！好贴好贴，加入淘贴。

作者: mhtlov 时间: 2025-1-18 22:15
感觉还行

作者: 有点不烧 时间: 2025-1-18 22:15
学习了，涨知识，有热成像仪真好。

作者: yinjiudong 时间: 2025-1-18 22:50
本帖最后由 yinjiudong 于 2025-1-18 22:53 编辑

正想给横流电源加个防倒灌二极管充电用，肖特基压降大，网上有卖模块的5-30元不等，没想到还有5元的理想二极管。
看数据表，这个管子只有耐压120v指标，为啥不标出最大电流值？看型号，是5A还是15A？

作者: 点我脚像 时间: 2025-1-19 01:06
新器件不错，不过我从来不用快充，我害怕我的手机出问题，也害怕着火

作者: josephzhao 时间: 2025-1-19 08:03
好像这种2个脚的理想二极管有很小的反向电流，楼主看看对电源波纹的影响

作者: 无忧无虑 时间: 2025-1-19 09:24
这样改造优点很多，温度低了，提高使用寿命，安全性提高，就是价格有点小贵

作者: 任祥均 时间: 2025-1-19 09:25
学习了，涨知识，有热成像仪真好

作者: 海上生明月丶 时间: 2025-1-19 09:33

邪恶海盗发表于 2025-1-18 17:00
数码之家大佬多，这都会改，厂家用的那个是成本低还是以前只有那种发热大的？

以前是只有那种，现在不用是因为成本高

现在其实好多已经用了，同步整流就是

作者: oksun123 时间: 2025-1-19 10:25

厉害了这也能改

作者: 沧浪氵 时间: 2025-1-19 10:25
用理想二极管提高性能，但会提高厂家生产成本

作者: 人艰不拆了 时间: 2025-1-19 11:25
理想汽车呢

作者: sadfun 时间: 2025-1-19 13:56
你这个管子哪里买的？

作者: infozx 时间: 2025-1-19 15:10

亚历山大发表于 2025-1-18 20:09
省得设计同步整流了

这就是改了同步整流了呀。以前同步整流贵，mos加芯片，都不便宜，现在产能上来了深圳东科把低压应用的两者二合一了。

作者: 阿伟 时间: 2025-1-19 15:30
理想二极管还算比较的理想。

作者: wanwenhao1 时间: 2025-1-20 11:48

石墨发表于 2025-1-18 18:18
之前理想二极管有人测试过

好像波纹比较大

谬论吧，凭什么波纹会比较大?

作者: adminismk 时间: 2025-1-20 14:08

wpyjp 发表于 2025-1-18 18:02
这个贴片的理想二极管我用过，但是没有成功，烧了，可能是输出电压太高24v ...

24V输出至少要100V耐压的管子，不然容易烧

作者: adminismk 时间: 2025-1-20 14:11
本帖最后由 adminismk 于 2025-1-20 14:18 编辑

其实这玩意不算是理想二极管，因为这个在纯直流的情况下，依然存在压差，
我测量过大概0.25V，这个是内置了同步整流控制器的MOS管罢了，
你用的这个玩意，适合反激类电源应用，没什么问题。

所谓的理想二极管，是在直流情况下，压差尽可能的降低，
类似的理想二极管电路，压差是很低的，只有几十毫伏，跟MOS管的内阻有关！！！

但是所谓的理想二极管电路，开关频率很低的（栅极驱动弱），无法用于高频整流应用！！

作者: pwd120 时间: 2025-1-20 14:39
又涨知识了，感谢楼主分享，收藏了

作者: aming_ou 时间: 2025-1-20 18:48
有热成像仪，高级玩法，无法参考

作者: 曹宝维 时间: 2025-1-21 07:27
比较理想，确实。

作者: newboyfeng 时间: 2025-1-21 20:45

milk09 发表于 2025-1-18 16:47
羡慕楼主的技术能力

但是，我要讲个笑话

扎心了老铁。。。

作者: oksun123 时间: 2025-1-22 09:44
玩出花来了

作者: banguangan 时间: 2025-1-23 08:37

adminismk 发表于 2025-1-20 14:08
24V输出至少要100V耐压的管子，不然容易烧

请教：如果用在48v电动车充电器上，得多高耐压的管子？

作者: bhlsc 时间: 2025-1-23 10:08
新器件，期待用来替换各类大功率的肖特基二极管场景

作者: adminismk 时间: 2025-1-23 13:42

banguangan 发表于 2025-1-23 08:37
请教：如果用在48v电动车充电器上，得多高耐压的管子？

150V以上。。。。。。。。。

作者: 404999034 时间: 2025-1-23 14:46
挺好的，使用方便

作者: stfan 时间: 2025-1-24 14:48
又学习到一个新器件，谢谢分享！

作者: 穿云鹤 时间: 2025-1-24 16:41
学习了。以后如果遇到这种问题也可以参考一下。

作者: banguangan 时间: 2025-1-25 20:35

adminismk 发表于 2025-1-23 13:42
150V以上。。。。。。。。。

非常感谢

作者: sun5320 时间: 2025-2-6 09:47

羡慕楼主的技术能力

作者: sz1988 时间: 2025-2-6 12:41

adminismk 发表于 2025-1-20 14:11
其实这玩意不算是理想二极管，因为这个在纯直流的情况下，依然存在压差，
我测量过大概0.25V，这个是内置了 ...

你的字多，窃以为说的有道理

作者: threecai 时间: 2025-2-10 09:35
感觉改造这个二极管后，电源的效率也提升了不少呀，很棒！
建议楼主再多测试几个项目：
1.测量一下电源的工作频率，看看工作频率有没有超过这支理想二极管的工作频率上限。毕竟重载的话有些电源可能会增加PWM频率
2.测量一下输出的纹波，对比之前的肖特基二极管看看有没有区别。理论上是没区别的，毕竟后端还有DC-DC，但还是测试一下比较稳妥
3.电源满载输出几个小时试试看，看会不会烧毁或者炸管。任何时候安全和稳定性都是最重要的

作者: 陈满神 时间: 2025-2-10 09:50

输出整流二极管发热挺大的，特别是大功率的，我最近拆了两个led恒流驱动电源，40v，最大6A可调恒流的，做工不错，没有风扇，里面硅胶填满，原以为发热会大，后来没事全部去掉硅胶看电路，结果都是同步整流的，发热量非常小

作者: weln2016 时间: 2025-2-10 13:04
热成像：你用手摸是不是信不过我？

作者: sun5320 时间: 2025-2-10 13:09
好贴好贴

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